近年来仿生学在工程技术上的应用越来越广泛,并且在农机具土壤耕作部件的优化方面效果显著,而深松是重要的保护性耕作技术之一,可有效改善土壤压实问题,实现作物的增产增收,在全世界范围内有着广泛的应用。但是随着耕深和耕速的增加,造成深松工作阻力大、能量损失及作业效率低等问题。本文以砂鱼蜥（Scincus scincus）为仿生原型,通过对其特殊运动方式规律的研究,并利用离散元模拟其运动,用于减少在土壤中前进的农机具的阻力。利用图像处理和逆向工程技术对砂鱼蜥头部的特征形貌进行提取,验证其减阻效果,再将其应用于仿生深松铲的设计。利用离散元法分别模拟仿生深松铲和普通深松铲与土壤颗粒间的相互作用,并通过土槽试验加以验证。为农机具土壤耕作部件的节能减阻提供理论基础和设计依据。本文的具体研究内容如下:（1）对砂鱼蜥的运动进行分析,得出砂鱼蜥运动的方式为单周期正弦运动。通过曲线拟合和图像处理得到砂鱼蜥头部俯视特征曲线。再通过高精度三维立体扫描仪对砂鱼蜥的身体进行三维扫描,经过逆向工程技术得到砂鱼蜥头部侧视特征曲线。（2）模拟砂鱼蜥头部直线运动与正弦运动,发现正弦运动砂鱼蜥头部所受的阻力小于直线运动。在EDEM中将普通铲尖设置正弦运动与直线运动进行比较,发现正弦运动具有减阻效果。通过DEM-MBD耦合模拟砂鱼蜥在土壤中与颗粒的相互作用,与实际情况相似。（3）根据提取的特征曲线设计了仿生样件与普通样件对比,通过3D打印机进行制造各样件,利用电子伺服万能试验机进行垂直贯入土壤试验。通过实测试验和仿真模拟的阻力-深度曲线对比,发现实测试验和仿真模拟结果吻合,相关系数分别为0.9942,0.9931,0.9899,0.9886,说明离散元法对实际试验具有很好的预测效果。（4）根据提取的特征曲线设计仿生深松铲,利用EDEM离散元软件对仿生深松铲与普通深松铲的作业过程进行对比仿真模拟,导出深松铲前进阻力以及颗粒运动情况,以及仿生深松铲的减阻效果。通过对土壤颗粒速度场和土壤扰动的分析,发现仿生铲尖改变了土壤颗粒的流动方向,分散了颗粒的堆积效应,减小了土壤扰动,从而具有较小的牵引阻力,仿生深松铲减阻率为9.31%。（5）对仿生铲尖与普通铲尖进行加工制作,分别安装于深松铲柄,在土槽中进行对比试验,验证离散元仿真结果与实际试验结果的一致性,考察深松铲结构、作业速度、耕作深度等因素对深松铲耕作阻力的影响。耕作深度和作业速度越大,牵引阻力也越大。